纖維素降解菌篩選及降解柑桔果渣研究.pdf

1、據(jù)統(tǒng)計，目前全世界有80多個國家栽培柑桔，其產(chǎn)量為所有水果之首，是第三大國際貿(mào)易農(nóng)產(chǎn)品。我國是世界上主要的柑桔生產(chǎn)國之一，2004年柑橘種植面積和產(chǎn)量分別達到1,627.3khm2和1,496萬噸，居世界第一和第三。重慶市地處我國沿長江帶柑桔優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)。據(jù)《重慶市百萬噸優(yōu)質(zhì)柑橘產(chǎn)業(yè)化工程規(guī)劃》，2010年前在三峽庫區(qū)建成柑桔加工基地2.93萬hm2，年產(chǎn)100萬噸甜橙，加工50萬噸橙汁，到時將在庫區(qū)范圍產(chǎn)生大量的果渣。 柑桔果汁

2、加工中，果渣量占到原料的50﹪。柑桔果渣營養(yǎng)豐富，但極易腐敗變質(zhì)，產(chǎn)生難聞的臭味。而柑桔果渣是一種可以再生的生物資源，含有許多有益的物質(zhì)，可以從中提取香精油、色素、果膠、膳食纖維、橙皮甙等物質(zhì)來生產(chǎn)許多高附加值的產(chǎn)品，形成許多產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，如美國、丹麥的果膠產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，美國、巴西的柑桔皮生產(chǎn)奶牛飼料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，日本的柑桔纖維素產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。在功能性物質(zhì)提取方面，日本、美國的柑桔皮渣提取隱黃素、檸檬苦素及黃酮類物質(zhì)的分離技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。

3、在我國，柑桔果渣利用方面的研究才剛剛起步，國內(nèi)的許多研究還停留在試驗室中，能夠產(chǎn)業(yè)化、形成高附加值技術(shù)很少。所以，研究果渣的迅速分解將不僅產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益，對庫區(qū)的安全還具有重要的環(huán)境效益。 柑橘果渣(干物質(zhì))中含有12.7﹪的纖維素。提取果膠、橙皮甙等物質(zhì)后，這一比例還將上升。果渣中致密的纖維素限制了與其結(jié)合的其他物質(zhì)的利用，研究如何降解柑桔果渣中纖維素物質(zhì)，對充分利用柑桔果渣具有重要的意義。本研究從森林、桑園、農(nóng)田、堆肥場

4、等地方采集大量富含腐殖質(zhì)的土樣，采用剛果紅等多種分離、篩選方法，篩選出了對柑桔果渣降解良好的真菌菌株F160。在對菌株的降解能力和產(chǎn)纖維素酶性能進行研究之后，還研究了該菌株降解柑橘果渣的條件、原料配方等，同時也對纖維素—剛果紅培養(yǎng)基分離纖維素降解菌的作用機理進行了初步探討。研究結(jié)果如下： 1纖維素降解微生物分離、篩選將采集的土樣接入不同的培養(yǎng)基中，然后從被降解的濾紙上挑取菌落，通過纖維素—剛果紅培養(yǎng)基分離平板分離、篩選得到75株

5、能夠降解纖維素物質(zhì)的微生物，其中細菌27株，放線菌9株，真菌39株。根據(jù)微生物對濾紙、稻草等纖維素物質(zhì)的降解率、產(chǎn)酶情況的高低，篩選出優(yōu)良的纖維素降解真菌F160。①F160降解能力強，在4d～5d時間可以使濾紙完全分解。②酶活高，最高酶活達到1541.6U。③F160具有青霉屬所特有的帚狀結(jié)構(gòu)；孢子灰綠色；菌絲具有橫隔；菌落絨狀、局限型，產(chǎn)生霉味。初步鑒定屬于皺褶青霉(Penicilliumrugulosum)系；④F160適宜的培養(yǎng)

6、條件為30℃，pH6.0，好氧。⑤通過對6種無機氮源、4種有機氮源篩選研究表明，硫酸銨和胰蛋白胨是F160適合的氮源，適合濃度分別為0.2﹪和0.5﹪。⑥槐糖、纖維二糖誘導(dǎo)劑對F160具有強烈的誘導(dǎo)作用。在槐糖誘導(dǎo)條件下，F(xiàn)160最高酶活比對照提高4667.5U，高酶活出現(xiàn)時間早?；碧鞘荈160合適的誘導(dǎo)劑，適宜濃度為0.3﹪。 2柑桔果渣降解試驗對F160在液體和固體條件降解柑桔果渣情況研究表明，①在液體、振蕩、柑桔果渣用量為

7、50g/L條件下，F(xiàn)160生長迅速，對柑桔果渣降解良好，最高降解率達到86.9﹪。通氣狀況對降解率影響非常顯著。②果渣分解的原料配方試驗表明，0.2﹪硫酸銨可以顯著提高F160對果渣的降解率，在柑桔果渣用量為200g/L條件下，降解率仍達到65.5﹪。③固體種子培養(yǎng)基中加入適當(dāng)比例的果渣，可以縮短發(fā)酵的時間，提高發(fā)酵效果。④F160對柑桔果渣降解良好，是一個優(yōu)良的柑桔果渣降解菌種。 3纖維素—剛果紅培養(yǎng)基作用機理研究纖維素—剛果